KR20150048170A - 자동 변속기 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

주행 모드가 선택되면, 체결측 유실에 ON압을 공급하여 로크 기구를 로크 상태로 하고, 그 후 체결측 유실의 유압을 낮추는 체결 제어를 행하고, 비주행 모드가 선택되면, 해방측 유실에 OFF압을 공급하여 로크 기구를 언로크 상태로 하고, 그 후 해방측 유실의 유압을 낮추는 해방 제어를 행하는 제어 장치는, 구동력원의 동작의 정지를 통지했을 때에 해방측 유실에 OFF압을 공급하고, 그 후, 로크 기구가 언로크 상태로 되었을 때에, 구동력원의 동작의 정지를 허가한다.

Description

자동 변속기 및 그 제어 방법{AUTOMATIC TRANSMISSION AND CONTROL METHOD THEREFOR}

본 발명은 로크 기구 부착 마찰 요소를 구비한 자동 변속기의 제어에 관한 것이다.

자동 변속기의 클러치·브레이크로서, 동축에 배치되는 2개의 부재(클러치의 경우에는 양쪽이 회전 요소, 브레이크의 경우에는 한쪽이 회전 요소이고 다른 쪽이 비회전 요소)를 연결하기 위해서, 유압에 의해 동작하는 마찰 요소가 사용되고 있다.

이러한 마찰 요소에 있어서는, JP07-12221A에는, 복수의 마찰 플레이트가 2개의 부재 각각에 축방향으로 미끄럼 이동 가능하게 설치되고, 또한, 2개의 부재의 마찰 플레이트가 교대로 배치된다. 유압 피스톤에 의해 2개의 부재의 마찰 플레이트를 서로 가압하면, 2개의 부재가 마찰 플레이트를 통하여 연결된다.

JP07-12221A에 기재된 마찰 요소에 있어서는, 체결 상태를 유지하기 위해서는, 리턴 스프링의 가압력을 이겨내어 유압 피스톤에 체결 유압을 항상 작용시킬 필요가 있었다. 이것 때문에 유압 펌프 등에 의해 마찰 요소를 체결시키기 위한 에너지를 많이 소비하여, 자동 변속기를 탑재한 차량의 에너지 효율이 저하한다는 문제가 있었다.

또한, 이러한 마찰 요소에 있어서, 비체결 상태일 때에 엔진이 아이들링되는 등 입력 회전 속도가 크게 상승한 경우에는, 입력 회전 속도에 의한 원심력의 영향에 의해 유압 피스톤실에 존재하는 유압이 상승하여, 유압 피스톤이 이동함으로써 마찰 요소가 체결 상태로 될 가능성이 있었다. 이것을 방지하기 위하여 리턴 스프링의 가압력을 크게 하면, 체결 유압의 증가나 마찰 요소의 대형화, 중량의 증가에 의해, 에너지 효율이 악화된다는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 유압을 항상 작용시키지 않고 마찰 요소를 체결 상태로 유지하여, 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 자동 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 구동력원의 회전을 변속하여 출력하는 자동 변속기로서, 동력 전달 경로에 배치되고, ON압을 체결측 유실에 공급하면 체결 상태가 됨과 함께 로크 기구가 로크 상태가 되고, 로크 기구가 로크 상태가 되면 체결측 유실의 유압을 낮추어도 체결 상태를 유지하고, 로크 기구가 로크 상태인 때에 해방측 유실에 OFF압을 공급하면 해방 상태가 됨과 함께 로크 기구가 언로크 상태가 되고, 로크 기구가 언로크 상태가 되면 해방측 유실의 유압을 낮추어도 해방 상태를 유지하는 마찰 요소와, 구동력원의 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출부와, 변속기의 모드로서 주행 모드 또는 비주행 모드를 선택할 수 있는 셀렉트 스위치와, 셀렉트 스위치에 의해 주행 모드가 선택되면, 체결측 유실에 ON압을 공급하여 로크 기구를 로크 상태로 하고, 그 후 체결측 유실의 유압을 낮추는 체결 제어를 행하고, 셀렉트 스위치에 의해 비주행 모드가 선택되면, 해방측 유실에 OFF압을 공급하여 로크 기구를 언로크 상태로 하고, 그 후 해방측 유실의 유압을 낮추는 해방 제어를 행하는 제어 장치를 구비하고 있다. 이 제어 장치는, 비주행 모드가 선택되어서 로크 기구가 언로크 상태로 되어 있는 경우에, 회전 속도 검출부에 의해 검출된 회전 속도가 제1 소정 회전 속도를 초과했을 때는, 해방측 유실에 유압의 공급을 개시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명이 다른 실시 형태에 의하면, 구동력원의 회전을 변속하여 출력하는 자동 변속기의 제어 방법으로서, 동력 전달 경로에 배치되고, ON압을 체결측 유실에 공급하면 체결 상태가 됨과 함께 로크 기구가 로크 상태가 되고, 로크 기구가 로크 상태가 되면 체결측 유실의 유압을 낮추어도 체결 상태를 유지하고, 로크 기구가 로크 상태인 때에 해방측 유실에 OFF압을 공급하면 해방 상태가 됨과 함께 로크 기구가 언로크 상태가 되고, 로크 기구가 언로크 상태가 되면 해방측 유실의 유압을 낮추어도 해방 상태를 유지하는 마찰 요소와, 변속기의 모드로서 주행 모드 또는 비주행 모드를 선택할 수 있는 셀렉트 스위치와, 구동력원의 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출부가 구비되어 있다. 셀렉트 스위치에 의해 주행 모드가 선택되면, 체결측 유실에 ON압을 공급하여 로크 기구를 로크 상태로 하고, 그 후 체결측 유실의 유압을 낮추는 체결 제어를 행하고, 셀렉트 스위치에 의해 비주행 모드가 선택되면, 해방측 유실에 OFF압을 공급하여 로크 기구를 언로크 상태로 하고, 그 후 해방측 유실의 유압을 낮추는 해방 제어를 행하고, 비주행 모드가 선택되어서 로크 기구가 언로크 상태로 되어 있는 경우에, 구동력원의 회전 속도가 제1 소정 회전 속도를 초과했을 때는, 해방측 유실에 유압의 공급을 개시하는 것을 특징으로 한다.

상기 실시 형태에 의하면, ON압을 공급함으로써 체결 상태에서 로크 기구 BL을 로크 상태로 한 채 ON압을 빼는 것에 의해서도 로크 상태를 유지하고, OFF압을 공급함으로써 로크 기구 BL을 언로크 상태로 함으로써, 리턴 스프링 등을 필요로 하지 않고 비체결 상태를 유지할 수 있다. 그리고, 비주행 레인지에서 회전 속도가 크게 상승하는 소위 아이들링이 행해진 경우에, 해방측 유실에 유압의 공급을 개시함으로써 마찰 요소가 토크 전달 용량을 갖지 않도록 제어할 수 있으므로, 리턴 스프링의 하중을 종래에 비하여 저감시킴으로써, 리턴 스프링의 사이즈나 중량을 작게 할 수 있거나, 또는, 리턴 스프링이 불필요하게 할 수 있기 때문에, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태의 자동 변속기를 구비한 차량의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태의 포워드 클러치 및 이것을 동작시키는 클러치 동작 팩의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태의 변속기 컨트롤러가 실행하는 제어의 흐름도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 자동 변속기를 구비한 차량의 개략 구성을 도시한다. 차량은, 엔진(1), 토크 컨버터(2), 변속기(3)를 구비한다. 엔진(1)의 출력 회전은, 토크 컨버터(2), 변속기(3), 도시하지 않은 차동 기어 장치를 통하여 도시하지 않은 구동륜에 전달된다.

변속기(3)는 유단 또는 무단의 자동 변속기이다. 변속기(3)는 리버스 브레이크(4)와, 포워드 클러치(5)를 구비한다. 변속기(3)는 리버스 브레이크(4)가 체결되어 있는 상태에서는 엔진(1)의 회전을 반전하여 출력하고, 포워드 클러치(5)가 체결되어 있는 상태에서는 엔진(1)의 회전을 회전 방향을 유지한 채 출력한다.

리버스 브레이크(4)는 체결압을 공급함으로써 체결하고, 체결 상태를 유지하기 위해서는 체결압을 계속하여 공급할 필요가 있는 종래의 마찰 요소이다. 리버스 브레이크(4)를 해방하기 위해서는 체결압의 공급을 정지하면 된다.

포워드 클러치(5)는 후술하는 바와 같이, 로크 기구 BL을 구비한 마찰 요소이다. 포워드 클러치(5)에 ON압을 공급하여, 로크 기구 BL이 로크 상태가 되면, ON압의 공급을 정지해도 포워드 클러치(5)는 체결 상태를 유지할 수 있다. 포워드 클러치(5)를 해방하기 위해서는, 포워드 클러치(5)에 OFF압을 공급하여, 로크 기구 BL을 해제 상태로 하면 되고, 일단 로크 기구 BL이 해제 상태가 되면 OFF압의 공급을 정지해도 포워드 클러치(5)는 해방 상태를 유지할 수 있다. 포워드 클러치(5)의 구성에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.

리버스 브레이크(4) 및 포워드 클러치(5)는 양자가 동시에 체결되면 변속기(3)는 출력축이 회전 불능인, 소위 인터로크 상태가 되므로, 이 체결은 택일적으로 행하여진다.

유압 제어 회로(7)는 엔진(1)에 의해 구동되는 유압 펌프(8)로부터의 유압을 라인압으로 압력 조절하는 레귤레이터 밸브와, 라인압을 원압으로 하여 포워드 클러치(5)를 포함하는 마찰 요소(변속기(3)가 무단 변속기인 경우에는 추가로 무단 변속 기구의 구성 요소)에 공급하는 유압을 압력 조절하는 솔레노이드 밸브와, 유압 펌프(8), 각 밸브 및 각 마찰 요소의 사이를 접속하는 유로를 구비한다.

유압 제어 회로(7)의 각 밸브는, 변속기 컨트롤러(9)로부터의 제어 신호에 기초하여 제어된다. 변속기 컨트롤러(9)는 CPU, ROM, RAM, 입출력 인터페이스 등으로 구성되고, 각종 센서 및 엔진 컨트롤러로부터 입력되는 각종 신호에 기초하여 차량의 주행 상태를 판단하여, 주행 상태에 적합한 변속단(변속기(3)가 무단 변속기인 경우에는 변속비)이 실현되도록, 유압 제어 회로(7)에 지령을 출력한다.

변속기 컨트롤러(9)에는, 엔진(1)의 회전 속도 Ne을 검출하는 회전 속도 센서(101), 토크 컨버터(2)의 터빈 회전 속도 Nt(변속기(3)의 입력 회전 속도)를 검출하는 회전 속도 센서(102), 변속기(3)의 유온(油溫) TMP를 검출하는 유온 센서(103), 셀렉트 레버(11)의 위치를 검출하는 인히비터 스위치(104), 액셀러레이터 페달의 조작량(이하, 「액셀러레이터 개방도 APO」라고 함)을 검출하는 액셀러레이터 개방도 센서(105), 브레이크의 ON/OFF를 검출하는 브레이크 스위치(106) 등으로부터의 신호 등이 입력된다.

셀렉트 레버(11)는 파킹 레인지(이하, 「P 레인지」라고 함), 리버스 레인지(이하, 「R 레인지」라고 함), 뉴트럴 레인지(이하, 「N 레인지」라고 함) 및 드라이브 레인지(이하, 「D 레인지」라고 함) 간을 접속하는 게이트에 배치되고, 각 게이트간을 이동 가능하도록 구성된다.

변속기 컨트롤러(9)는 셀렉트 레버(11)의 위치에 따라, 포워드 클러치(5) 및 리버스 브레이크(4)를 각각 체결 또는 해방한다. 구체적으로는, D 레인지에서는, 포워드 클러치(5)가 체결되고, 리버스 브레이크(4)가 해방된다. R 레인지에서는, 포워드 클러치(5)가 해방되고, 리버스 브레이크(4)가 체결된다. P 레인지 및 N 레인지에서는, 포워드 클러치(5) 및 리버스 브레이크(4)가 해방된다.

이어서, 포워드 클러치(5)의 상세한 구성에 대하여 설명한다.

도 2는, 본 발명의 실시 형태의 포워드 클러치(5) 및 이것을 동작시키는 클러치 동작 팩(6)의 단면을 도시하고 있다. 이하, 각 구성에 대하여 설명한다.

포워드 클러치(5)는 클러치 드럼(51)과, 클러치 허브(52)와, 드리븐 플레이트(53)와, 드라이브 플레이트(54)와, 리테이너 플레이트(55)를 구비한다.

클러치 드럼(51) 및 클러치 허브(52)는 동축에 배치된다. 클러치 드럼(51)에는, 도시하지 않은 회전 요소(축, 기어 등)가 연결된다. 클러치 허브(52)에는, 도시하지 않은 별도의 회전 요소(축, 기어 등)가 연결된다.

클러치 드럼(51)에는, 스플라인 결합에 의해 축방향으로 미끄럼 이동 가능하게 드리븐 플레이트(53)가 설치된다. 클러치 허브(52)에는, 스플라인 결합에 의해 축방향으로 미끄럼 이동 가능하게 드라이브 플레이트(54)가 설치된다. 4매의 드리븐 플레이트(53)와 4매의 드라이브 플레이트(54)는 교대로 배치되고, 드라이브 플레이트(54)의 양측 마찰면에는 클러치 페이싱이 부착된다.

클러치 드럼(51)은 드리븐 플레이트(53) 및 드라이브 플레이트(54)를 통하여, 클러치 드럼(51)에 연결된 회전 요소로부터 입력되는 회전을 클러치 허브(52)에 전달한다.

리테이너 플레이트(55)는 유압 피스톤(61)과는 반대측의 단부에 배치된 드라이브 플레이트(54)와, 클러치 드럼(51) 내주의 홈에 고정된 스냅링(64) 사이에 개재 장착된다. 리테이너 플레이트(55)는 편면이 마찰면이다. 또한, 리테이너 플레이트(55)는 축방향의 두께가 드리븐 플레이트(53)보다 두꺼워, 드리븐 플레이트(53) 및 드라이브 플레이트(54)의 쓰러짐을 방지한다.

클러치 동작 팩(6)은 유압 피스톤(61)과, ON압 피스톤실(62)과, OFF압 피스톤실(63)과, 스냅링(64)과, 다이어프램 스프링(65)과, 구획 플레이트(66)와, 로크 기구 BL을 구비한다.

유압 피스톤(61)은 포워드 클러치(5)에 대하여 축방향으로 변위 가능하게 배치된다. 유압 피스톤(61)의 한쪽 면이 ON압 수압면(61a)이며, 다른 쪽의 면이 OFF압 수압면(61b)이다.

ON압 피스톤실(62)은 유압 피스톤(61)의 ON압 수압면(61a)에 ON압을 작용시키기 위해서, 클러치 드럼(51)과 유압 피스톤(61) 사이에 구획 형성된다.

OFF압 피스톤실(63)은 유압 피스톤(61)의 OFF압 수압면(61b)에 OFF압을 작용시키기 위해서, 클러치 드럼(51)에 고정된 구획 플레이트(66)와, 유압 피스톤(61) 사이에 구획 형성된다.

스냅링(64)은 포워드 클러치(5)를 끼워서 유압 피스톤(61)의 반대측 위치에 배치되고, 포워드 클러치(5)를 축방향으로 지지한다.

다이어프램 스프링(65)은 유압 피스톤(61)의 클러치 측단부면(61c)과 포워드 클러치(5)의 피스톤 측단부면(5a) 사이에 개재 장착된다. 다이어프램 스프링(65)은 축방향으로 2장 겹쳐서 배치되고, 유압 피스톤(61)을 스냅링(64)을 향하는 체결 방향으로 이동시키면, 포워드 클러치(5)에 체결력을 작용시킨다.

로크 기구 BL은, 클러치 드럼(51)에 내장되어 있어서, 유압 피스톤(61)과, 볼 보유 지지 피스톤(67)과, 볼(68)로 구성된다.

유압 피스톤(61)은 포워드 클러치(5)에 대하여 축방향으로 변위 가능하게 배치된다. 유압 피스톤(61)에는, 수납부(61d)와, 테이퍼면(61e)이 설치된다. 수납부(61d)는 유압 피스톤(61)의 해방 방향으로의 이동을 규제할 때에 볼(68)을 수납한다. 테이퍼면(61e)은 수납부(61d)에 연속하여 형성되고, 유압 피스톤(61)이 해방 방향으로 스트로크하면, 볼(68)을 내측에 압입한다.

볼 보유 지지 피스톤(67)은 유압 피스톤(61)을 덮는 클러치 드럼(51)의 내주 원통부(51a)와, 클러치 드럼(51)부터 축방향으로 돌출된 구획 원통 벽부(51b)에 의해 구획 형성되는 원통 공간에 배치된다. 볼 보유 지지 피스톤(67)은 ON압 또는 OFF압이 작용하면 축방향으로 이동한다. 볼 보유 지지 피스톤(67)의 외주면과 구획 원통 벽부(51b) 사이는 시일 링(84)에 의해 시일되고, 볼 보유 지지 피스톤(67)의 내주면과 내주 원통부(51a) 사이는 시일 링(85)에 의해 시일되고, 유압 피스톤(61)의 내주면과 구획 원통 벽부(51b) 사이는 시일 링(86)에 의해 시일된다. 이에 의해, 유압 피스톤(61)의 양측에 ON압 피스톤실(62)과 OFF압 피스톤실(63)이 구획 형성된다.

클러치 드럼(51)에 개구된 ON압 포트(51d)와 ON압 피스톤실(62)은, 볼 보유 지지 피스톤(67)에 형성된 ON압 연통 홈(67a)과, 구획 원통 벽부(51b)에 개구된 ON압 연통 구멍(51e)을 통하여 연통된다. 클러치 드럼(51)에 개구된 OFF압 포트(51f)와 OFF압 피스톤실(63)은, 볼 보유 지지 피스톤(67)에 형성된 OFF압 연통 홈(67b)과, 구획 원통 벽부(51b)의 단부와 구획 플레이트(66) 사이에 확보된 OFF압 연통 간극을 통하여 연통된다.

볼 보유 지지 피스톤(67)에는, 수납부(67c)와, 테이퍼면(67d)과, 로크면(67e)이 설치된다. 수납부(67c)는 유압 피스톤(61)의 해방 방향으로의 이동을 허용할 때에 볼(68)을 수납한다. 테이퍼면(67d) 및 로크면(67e)은 수납부(67c)에 연속하여 형성되고, 볼 보유 지지 피스톤(67)이 포워드 클러치(5)를 향하는 방향으로 스트로크하면, 테이퍼면(67d)이 볼(68)을 외측으로 압출하고, 로크면(67e)이 압출된 볼(68)을 그 위치에 로크한다.

볼(68)은 구획 원통 벽부(51b)에 개구한 볼 구멍(51c)에 설치된다. 볼(68)은 ON압 또는 OFF압의 작용에 의한 유압 피스톤(61) 및 볼 보유 지지 피스톤(67)의 축방향 이동에 따라 이들 피스톤(61, 67)의 테이퍼면(61e, 67d)으로부터 힘을 받고, 로크 위치와 로크 해제 위치 사이를 직경 방향으로 이동한다.

이상 설명한 구성에 의하면, ON압 피스톤실(62)에 ON압을 작용시키면, 유압 피스톤(61)이 포워드 클러치(5)에 근접하는 체결 방향으로 이동하고, 포워드 클러치(5)가 다이어프램 스프링(65)에 의한 체결력에 의해 체결 상태로 된다. 유압 피스톤(61)이 체결 방향으로 이동하면, 회전에 의한 원심력과 유압에 의해 볼(68)이 외경 방향으로 이동하고, 수납부(61d)에 볼(68)이 수납된다. 그리고, 볼 보유 지지 피스톤(67)에의 ON압 작용에 따라 볼 보유 지지 피스톤(67)이 축방향(포워드 클러치(5)를 향하는 방향)으로 이동하고, 수납부(67c)에 보유 지지되는 볼(68)을 로크면(67e)에 의해 보유 지지한다.

이에 의해 로크 기구 BL이 로크 상태로 되어 유압 피스톤(61)의 해방 방향의 이동이 규제되어, ON압을 드레인해도 포워드 클러치(5)의 체결 상태가 유지된다. ON압 피스톤실(62)에의 ON압의 공급은 체결 동작 중에서만이며, 포워드 클러치(5)의 체결 상태를 유지하기 위한 ON압의 공급은 불필요하다.

또한, OFF압 피스톤실(63)에 OFF압을 작용시키면, 볼 보유 지지 피스톤(67)이 로크면(67e)에 의한 볼(68)의 보유 지지 위치로부터 보유 지지 해제 위치까지, 축방향(포워드 클러치(5)로부터 이격되는 방향)으로 이동한다. OFF압에 의한 힘과 다이어프램 스프링(65)에 의한 체결력의 반력을 합한 힘이 유압 피스톤(61)에 작용하여, 유압 피스톤(61)이 리턴 방향으로 스트로크함과 함께 볼(68)을 로크 해제 방향으로 되민다. 볼(68)이 로크 해제 위치까지 이동하면, 로크 기구 BL이 해제 상태로 된다.

포워드 클러치(5)를 해방할 때 ON압은 제로의 상태이므로, OFF압을 드레인 해도 볼(68)을 볼 보유 지지 피스톤(67)의 수납부(67c)에 수납한 상태가 유지된다. OFF압 피스톤실(63)에의 OFF압의 공급은 해방 동작 중에서만이며, 포워드 클러치(5)의 해방 상태를 유지하기 위한 OFF압의 공급은 불필요하다.

이렇게 구성된 자동 변속기를 구비하는 차량에 있어서, 이어서, 자동 변속기의 제어를 설명한다.

본 발명의 실시 형태에서는, 비주행 모드(N 레인지 또는 P 레인지)에 있어서, 운전자가 엔진을 아이들링한 경우에 있어서의 제어를 설명한다.

차량이 비주행 모드(N 레인지 또는 P 레인지)인 경우에는, 전술한 바와 같이 로크 기구 BL이 해방 상태로 되어, 포워드 클러치(5)는 해방 상태로 유지되어 있다. 이때 운전자가 액셀러레이터 페달을 크게 답입하는 등 엔진(1)의 아이들링이 행해진 경우에 대하여 생각한다. 비주행 모드에서 아이들링이 행하여지면, 엔진(1)의 회전 속도 Ne가 상승하고, 토크 컨버터(2)를 통하여 변속기(3)에 입력되고, 포워드 클러치(5)의 입력측, 즉 클러치 드럼(51)에 회전이 전해진다. 클러치 드럼(51)의 회전에 의해 클러치 동작 팩(6)이 회전된다.

이때, 클러치 동작 팩(6)에서는, 회전에 의한 원심력으로 ON압 피스톤실(62) 및 OFF압 피스톤실(63)에 체류하고 있는 작동유에 직경 방향 외측으로의 힘이 가해진다. 이 원심력에 의해, ON압 피스톤실(62) 및 OFF압 피스톤실(63)의 작동유 유압이 상승한다.

ON압 피스톤실(62) 및 OFF압 피스톤실(63)은 모두 마찬가지로 작동유가 체류하고 있으므로, 엔진(1)의 회전 속도 Ne가 크지 않은 경우에는, 이 유압이 상승했다고 해도 ON측과 OFF압측과의 유압이 상쇄되어서, 유압 피스톤(61)의 상태는 유지된다.

그러나, 회전 속도 Ne가 크게 상승한 경우(예를 들어 4500rpm)에는, ON압 피스톤실(62)과 OFF압 피스톤실(63)의 형상의 차이에 의해, 상승하는 유압에 의한 유압 피스톤(61)에의 가압력에 치우침이 발생한다.

특히, 본 실시 형태의 클러치 동작 팩(6)은 로크 기구 BL을 구비하기 위해서, ON압 피스톤실(62) 및 OFF압 피스톤실(63)의 용적이 작아, 유압을 캔슬시키는 구조를 크게 취할 수 없다. 그리고, 클러치 동작 팩(6)의 구조상, ON압 피스톤실(62)은 OFF압 피스톤실(63)보다 외주까지 위치하기 때문에, 원심력에 의해 ON압 피스톤실(62)의 유압이 OFF압 피스톤실(63)보다도 상승하기 쉽다. 또한, 본 발명의 실시 형태의 포워드 클러치(5)는 해방 상태로의 제어를 유압으로 행하기 때문에, 유압 피스톤(61)을 해방측에 가압하는 리턴 스프링 등의 기구를 갖지 않는다.

이러한 구조에 의해, 비주행 레인지에서의 아이들링에 의해 엔진(1)의 회전 속도 Ne가 크게 상승한 경우에는, ON압 피스톤실(62)의 유압이 상승하여 유압 피스톤(61)이 체결 방향으로 이동할 가능성이 있다. 이에 의해 포워드 클러치(5)가 토크 전달 용량을 가짐으로써, 차량에 쇼크가 발생하거나, 차량이 전진할 가능성이 있다. 이것을 방지하기 위해서, ON압 피스톤실(62) 및 OFF압 피스톤실(63)의 용적을 크게 하거나, OFF압 피스톤실(63)을 ON압 피스톤실(62)보다도 외주까지 위치시키거나, 유압 피스톤(61)에 리턴 스프링을 설치하는 등의 대책을 행하는 것도 생각할 수 있지만, 모두 포워드 클러치(5) 및 클러치 동작 팩(6)의 대형화, 중량 증가를 피할 수 없다.

따라서, 본 발명의 실시 형태에서는, 다음과 같은 제어에 의해, 비주행 레인지에서 아이들링이 행해진 경우에도, 포워드 클러치(5)가 토크 전달 용량을 갖지 않도록 구성하였다.

변속기 컨트롤러(9)는 로크 기구 BL이 해제 상태인 경우에는, 통상은 OFF압 피스톤실(63)에 유압을 공급하지 않는다. 여기서, 전술한 바와 같이 엔진(1)의 회전 속도 Ne가 커진 경우에는, 변속기 컨트롤러(9)는 OFF압 피스톤실(63)에 유압을 공급하여 유압 피스톤(61)이 체결 방향으로 이동하는 것을 방지한다. 이 경우, 항상 OFF압 피스톤실(63)에 유압을 공급하는 것이 아니고, 필요한 경우에 유압을 공급하도록 제어한다.

도 3은, 본 발명의 실시 형태의 변속기 컨트롤러(9)가 실행하는 제어의 흐름도이다.

이 도 3에 도시하는 흐름도는, 변속기 컨트롤러(9)에 있어서 소정의 주기(예를 들어 10ms)로 실행된다.

변속기 컨트롤러(9)는 스텝 S10에 있어서, 인히비터 스위치(104)로부터의 신호를 취득하고, 셀렉트 레버(11)가 주행 레인지인지 비주행 레인지인지를 판정한다. 주행 레인지인 경우에는, 본 흐름도에 의한 처리를 종료하고, 다른 처리로 복귀한다. 또한, 주행 레인지는 예를 들어 D 레인지이며, 비주행 레인지는 N 레인지 및 P 레인지이다.

비주행 레인지인 경우에는, 변속기 컨트롤러(9)는 스텝 S20에 있어서, 회전 속도 센서(101)로부터의 신호를 취득하고, 현재의 엔진(1)의 회전 속도 Ne을 취득한다. 변속기 컨트롤러(9)는 비주행 레인지에서 엔진(1)의 회전 속도 Ne가 제1 소정 회전 속도를 초과하고 있는지의 여부, 즉 아이들링이 행하여지고 있는 것인지 여부를 판정한다.

제1 소정 회전 속도는, 원심력으로 의해 ON압 피스톤실(62)의 유압이 향상되고, 유압 피스톤(61)이 체결측으로 이동하고, 토크 전달 용량을 갖기 시작할 가능성이 있는 회전 속도이며, 예를 들어 4500rpm으로 한다.

엔진(1)의 회전 속도 Ne가 제1 소정 회전 속도 이하인 경우, 즉 아이들링이 아닌 경우에는, 다음 스텝 S30을 실행하지 않고 스텝 S40으로 이행한다.

비주행 레인지에서 엔진(1)의 회전 속도 Ne가 제1 소정 회전 속도를 초과하고 있는, 즉 아이들링이 행하여지고 있다고 판정한 경우에는, 스텝 S30으로 이행하고, 변속기 컨트롤러(9)는 OFF압 피스톤실(63)에 유압의 공급을 개시한다. 그 후 스텝 S40으로 이행한다.

스텝 S40에서는, 변속기 컨트롤러(9)는 회전 속도 센서(101)로부터 현재의 엔진(1)의 회전 속도 Ne을 취득하고, 엔진(1)의 회전 속도 Ne가, 제2 소정 회전 속도 이하인지를 판정한다. 또한, 제2 소정 회전 속도는 제1 소정 회전 속도보다도 작은 값으로 설정되어, 원심력에 의해 ON압 피스톤실(62)의 유압이 향상되어도, 유압 피스톤(61)이 체결측에 이동하지 않고, 토크 전달 용량을 갖지 않는 회전 속도이며, 예를 들어 4000rpm으로 한다.

엔진(1)의 회전 속도 Ne가 제2 소정 회전 속도보다도 큰 경우에는 스텝 S50을 실행하지 않고, 본 흐름도에 의한 처리를 종료하고, 다른 처리로 복귀한다.

엔진(1)의 회전 속도 Ne가 제2 소정 회전 속도 이하라고 판정한 경우에는, 스텝 S50으로 이행하고, 변속기 컨트롤러(9)는 스텝 S30에서 개시한 OFF압 피스톤실(63)에의 유압의 공급을 정지한다. 즉, 엔진(1)의 회전 속도 Ne가 제2 소정 회전 속도 이하인 경우에는, 포워드 클러치(5)가 토크 전달 용량을 갖지 않는 상태이므로, OFF측의 유압의 공급은 필요없다.

이에 의해, 유압을 공급하는 것에 의한 유압 펌프 등의 부하를 저감하여 에너지 성능을 향상시킴과 함께, 이후 비주행 레인지로부터 주행 레인지로 전환되었을 때에, OFF측의 압력에 의해 ON압의 유압 응답이 지연되어서 포워드 클러치(5)의 체결에 필요로 하는 시간이나 필요한 유압이 커지는 것을 방지할 수 있다.

스텝 S50의 처리 후, 본 흐름도에 의한 처리를 일단 종료하고, 변속기 컨트롤러(9)에 있어서의 다른 처리가 실행된다.

이상과 같은 제어에 의해, 비주행 레인지에서 아이들링이 행해진 경우에도, 포워드 클러치(5)가 토크 전달 용량을 갖지 않도록 제어하여, 차량에 쇼크가 발생하거나, 차량이 전진하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 전술한 스텝 S20에 있어서 OFF압 피스톤실(63)에 공급하는 유압은, 예를 들어 OFF압 피스톤실(63)에 공급하는 최대의 유압으로 할 수도 있다.

또는, 엔진(1)의 회전 속도 Ne가 클수록, 유압이 커지도록 변속기 컨트롤러(9)가 유압 제어 회로(7)를 제어해도 된다. 엔진(1)의 회전 속도 Ne가 클수록 포워드 클러치(5)가 토크 전달 용량을 갖기 쉬워지므로, 이것을 방지할 수 있는 한편, 필요 최소한의 유압을 공급함으로써, 비주행 레인지로부터 주행 레인지에 전환되었을 때에, OFF측의 압력에 의해 ON압의 유압 응답이 지연되어서 포워드 클러치(5)의 체결에 필요로 하는 시간이나 필요한 유압이 커지는 것을 방지할 수 있어, 유압 펌프의 부하에 의한 에너지 효율의 저하를 최소한으로 억제할 수 있다.

이상과 같이 구성한 본 발명의 실시 형태에서는, ON압을 공급함으로써 체결 상태가 됨과 함께 로크 기구 BL을 로크 상태로 하고, ON압을 빼는 것에 의해서도 로크 상태를 유지하고, OFF압을 공급함으로써 해방 상태가 됨과 함께 로크 기구 BL을 언로크 상태로 하고, OFF압을 빼는 것에 의해서도 언로크 상태를 유지하는 것이 가능한 포워드 클러치(5)를 구비하는 변속기(3)에 있어서, 비주행 모드, 즉 로크 기구 BL이 해방 상태이고, 또한, 엔진(1)의 회전 속도 Ne가 제1 소정 회전 속도를 초과했을 때는, OFF압 피스톤실(63)에 유압의 공급을 개시하도록 구성하였다.

이와 같은 구성에 의해, 포워드 클러치(5)를 체결 상태로 유지할 경우에는 로크 기구 BL에 ON압을 공급함으로써 로크 상태로 할 수 있고, 유압을 연속하여 공급하는 필요가 없으므로, 유압 펌프가 유압을 공급하는 부하가 저감되어서, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 비주행 레인지에서 아이들링이 행해진 경우에, 유압 피스톤(61)을 해방측으로 가압하도록 유압을 공급함으로써, 리턴 스프링 등에 의한 가압력을 필요로 하지 않고, 포워드 클러치(5)가 토크 전달 용량을 갖지 않도록 제어할 수 있어, 차량에 쇼크가 발생하거나, 차량이 전진하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이 OFF압 피스톤실(63)에 유압의 공급을 개시한 후, 엔진(1)의 회전 속도 Ne가 제1 소정 회전 속도보다도 작은 제2 소정 회전 속도 이하로 되었을 때는, OFF압 피스톤실(63)에의 유압의 공급을 정지하도록 구성하였다.

이와 같은 구성에 의해, 포워드 클러치(5)가 토크 전달 용량을 갖지 않을 정도로 엔진(1)의 회전 속도 Ne가 저하한 경우에, 유압의 공급을 정지하므로, 비주행 레인지로부터 주행 레인지로 전환되었을 때에, OFF측의 압력에 의해 ON압의 유압 응답이 지연되어서 포워드 클러치(5)의 체결에 필요로 하는 시간이나 필요한 유압이 커지는 것을 방지할 수 있고, 또한, 유압 펌프의 부하에 의한 에너지 효율의 저하를 최소한으로 억제할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예의 하나를 나타낸 것에 지나지 않고, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정하는 취지가 아니다.

본 발명의 실시 형태에서는, 구동력원으로서 내연 기관으로서의 엔진(1)을 구비한 예를 설명했지만 이것에 한정되지 않고, 전동기를 구동력원으로 하는 EV(Electoric Vehicle)나 엔진과 전동기를 구동력원으로서 구비하는 하이브리드 차량에 있어서도 마찬가지로 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 형태에서는, 비주행 레인지에 있어서 엔진(1)이 아이들링된 경우의 제어를 설명하였다. 여기서, 엔진(1)이 정지하여 장시간이 경과한 후 다시 엔진(1)을 재시동한 경우에도, OFF압 피스톤실(63)에 유압을 공급하도록 제어해도 된다.

엔진(1)이 정지하여 장시간이 경과한 경우에는, 클러치 동작 팩(6) 내의 유압은 드레인 상태이며, 유량도 감소되어 있다. 또한, 클러치 동작 팩(6)의 구조상, ON압 피스톤실(62)쪽이 OFF압 피스톤실(63)에 비하여 유량이 없어지기 쉬운 구조이다. 여기서, 엔진(1)이 재시동되어서 포워드 클러치(5)에 회전이 입력되면, 유량이 충분하지 않고 또한 종래의 리턴 스프링보다도 하중을 저하시켰다고 하는 구조상, 회전에 의한 원심력에 의해 ON압 피스톤실(62)의 유압이 OFF압 피스톤실(63)의 유압을 상회하여, 유압 피스톤(61)이 체결 방향으로 이동할 가능성이 있다. 따라서, 이것을 방지하기 위해서, 엔진(1)이 정지하여 장시간이 경과한 후 다시 엔진(1)을 재시동한 경우에도, OFF압 피스톤실(63)에 유압을 공급하도록 제어함으로써, 엔진(1)의 재시동 시에 포워드 클러치(5)가 토크 전달 용량을 갖는 것을 방지할 수 있다.

본원은, 2012년 9월 26일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2012-212546에 기초하는 우선권을 주장한다. 이들 출원의 모든 내용은 참조에 의해 본 명세서에 편입된다.

Claims (3)

1. 구동력원의 회전을 변속하여 출력하는 자동 변속기로서,
   동력 전달 경로에 배치되고, ON압을 체결측 유실에 공급하면 체결 상태가 됨과 함께 로크 기구가 로크 상태가 되고, 상기 로크 기구가 로크 상태가 되면 상기 체결측 유실의 유압을 낮추어도 체결 상태를 유지하고, 상기 로크 기구가 로크 상태인 때에 해방측 유실에 OFF압을 공급하면 해방 상태가 됨과 함께 상기 로크 기구가 언로크 상태가 되고, 상기 로크 기구가 언로크 상태가 되면 상기 해방측 유실의 유압을 낮추어도 해방 상태를 유지하는 마찰 요소와,
   변속기의 모드로서 주행 모드 또는 비주행 모드를 선택할 수 있는 셀렉트 스위치와,
   상기 구동력원의 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출부와,
   상기 셀렉트 스위치에 의해 상기 주행 모드가 선택되면, 상기 체결측 유실에 상기 ON압을 공급하여 상기 로크 기구를 로크 상태로 하고, 그 후 상기 체결측 유실의 유압을 낮추는 체결 제어를 행하고, 상기 셀렉트 스위치에 의해 상기 비주행 모드가 선택되면, 상기 해방측 유실에 상기 OFF압을 공급하여 상기 로크 기구를 언로크 상태로 하고, 그 후 해방측 유실의 유압을 낮추는 해방 제어를 행하는 제어 장치를 구비하고,
   상기 제어 장치는, 상기 비주행 모드가 선택되어서 상기 로크 기구가 언로크 상태로 되어 있는 경우에, 상기 회전 속도 검출부에 의해 검출된 회전 속도가 제1 소정 회전 속도를 초과했을 때는, 상기 해방측 유실에 유압의 공급을 개시하는, 자동 변속기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어 장치는, 상기 회전 속도 검출부에 의해 검출된 회전 속도가 제1 소정 회전 속도보다도 작은 제2 소정 회전 속도 이하로 되었을 때는, 상기 해방측 유실에의 유압의 공급을 정지하는, 자동 변속기.
3. 구동력원의 회전을 변속하여 출력하는 자동 변속기의 제어 방법으로서,
   동력 전달 경로에 배치되고, ON압을 체결측 유실에 공급하면 체결 상태가 됨과 함께 로크 기구가 로크 상태가 되고, 상기 로크 기구가 로크 상태가 되면 상기 체결측 유실의 유압을 낮추어도 체결 상태를 유지하고, 상기 로크 기구가 로크 상태인 때에 해방측 유실에 OFF압을 공급하면 해방 상태가 됨과 함께 상기 로크 기구가 언로크 상태가 되고, 상기 로크 기구가 언로크 상태가 되면 상기 해방측 유실의 유압을 낮추어도 해방 상태를 유지하는 마찰 요소와,
   변속기의 모드로서 주행 모드 또는 비주행 모드를 선택할 수 있는 셀렉트 스위치와,
   상기 구동력원의 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출부가 구비되고,
   상기 셀렉트 스위치에 의해 상기 주행 모드가 선택되면, 상기 체결측 유실에 상기 ON압을 공급하여 상기 로크 기구를 로크 상태로 하고, 그 후 상기 체결측 유실의 유압을 낮추는 체결 제어를 행하고,
   상기 셀렉트 스위치에 의해 상기 비주행 모드가 선택되면, 상기 해방측 유실에 상기 OFF압을 공급하여 상기 로크 기구를 언로크 상태로 하고, 그 후 해방측 유실의 유압을 낮추는 해방 제어를 행하고,
   상기 비주행 모드가 선택되어서 상기 로크 기구가 언로크 상태로 되어 있는 경우에, 상기 구동력원의 회전 속도가 제1 소정 회전 속도를 초과했을 때는, 상기 해방측 유실에 유압의 공급을 개시하는, 자동 변속기의 제어 방법.

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